[发明专利]一种钨合金前驱复合粉体的制备方法、钨合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种钨合金前驱复合粉体的制备方法、钨合金及其制备方法，属于高温结构材料技术领域。本发明的钨合金前驱复合粉体的制备方法，包括以下步骤：提供仲钨酸铵、可溶性铁盐、可溶性镍盐和可溶性铝盐的混合分散液；采用草酸调节混合分散液的pH至不大于1.5，反应完全，然后去除溶剂得到混合粉体，即得。本发明的钨合金前驱复合粉体的制备方法，采用草酸对混合分散液的pH进行调整，由于新生成的钨酸、草酸铁、草酸镍和草酸铝是共同反应共同沉淀，提高了混合粉体中各组分的均匀一致性，所得的复合粉体可以细晶强化和弥散强化钨合金，能够大幅度提高钨合金强度的同时还能提高钨合金的韧性，可用于制备纳米陶瓷颗粒弥散增强高强韧钨合金。

技术领域

本发明涉及一种钨合金前驱复合粉体的制备方法、钨合金及其制备方法，属于高温结构材料技术领域。

背景技术

高比重钨合金是一种高密度、高强度、高延展性材料，广泛用于军事、航空航天、冶金、机械等领域，然而由于晶粒粗大、低温脆性、辐射脆性、韧脆转变温度较高、再结晶温度低、高温强度不足等缺点，限制了其更广泛的应用。氧化物(例如La₂O₃、Y₂O₃等)和碳化物(例如TaC、ZrC等)具有熔点高、高温强度高、良好的化学稳定性等特点，因此常被用作合金(Cu合金、Al合金、Mg合金、W合金等)的弥散强化第二相。传统的钨合金制备工艺为固+固(液)制粉、压制、烧结、但是采用该工艺生产的钨合金普遍存在第二相分布不均、导致存在于钨合金晶粒中的第二相聚集长大、晶粒粗大以及存在晶界偏聚的问题，而且烧结态的钨合金也存在硬度值不高、韧性较低、强度低等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种钨合金前驱复合粉体的制备方法，能够提高制得的钨合金的韧性。

本发明还提供了一种高韧性钨合金及其制备方法。

为了实现以上目的，本发明的钨合金前驱复合粉体所采用的技术方案是：

一种钨合金前驱复合粉体的制备方法，包括以下步骤：

提供仲钨酸铵、可溶性铁盐、可溶性镍盐和可溶性铝盐的混合分散液；采用草酸调节混合分散液的pH至不大于1.5，反应完全，然后去除溶剂得到混合粉体。

本发明的钨合金前驱复合粉体的制备方法，采用草酸对混合分散液的pH进行调整，溶液中氢离子和钨酸根离子会反应生成钨酸沉淀；草酸根离子和铁离子、镍离子、铝离子反应生成草酸铁、草酸镍和草酸铝沉淀，由于新生成的钨酸、草酸铁、草酸镍和草酸铝是共同反应共同沉淀的原因，提高了混合粉体中各组分的均匀一致性，这种液液混合-共沉淀的方法制得的复合粉体，可以细晶强化和弥散强化钨合金，能够大幅度提高钨合金强度的同时还能提高钨合金的韧性，可用于制备纳米陶瓷颗粒弥散增强高强韧钨合金。

上述的钨合金前驱复合粉体的制备方法，还包括将所得的混合粉体进行煅烧，然后用还原性气体进行还原。通过煅烧可以将复合粉体转化为钨、镍、铁、铝等金属的氧化物，通过还原将除氧化铝外的金属物还原。还原过程中，第二相氧化铝附着在钨、镍和铁的金属氧化物表面，能够阻止钨、镍和铁晶粒的长大，从而获得颗粒尺寸更细小、均匀分布的复合钨粉。

优选的，调节pH的过程中，对混合分散液进行加热；所述加热的温度为60～100℃。调节pH时进行加热能促进沉淀反应的快速形核，这样钨酸、草酸铁、草酸镍和草酸铝可以相互依附形核，以达到相互抑制生长的目的，这样各组分在达到分子级混合的同时还能细化晶粒，还能促进沉淀生成的速率，缩短反应时间，降低成本，提高经济效益。为了使调节pH时加入的草酸的量更容易控制，在加热的同时，对混合分散液进行搅拌。